Tổng quan về tiềm năng ứng dụng của yếu tố phiên mã NAC trong cải thiện đặc tính chống chịu ở cây trồng

Vietnam J. Agri. Sci. 2021, Vol. 19, No. 5: 684-694 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2021, 19(5): 684-694

www.vnua.edu.vn

684

TỔNG QUAN VỀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG CỦA YẾU TỐ PHIÊN MÃ NAC

TRONG CẢI THIỆN ĐẶC TÍNH CHỐNG CHỊU Ở CÂY TRỒNG

Phạm Công Tuyên Ánh1,2, Chu Đức Hà3

, Lê Thị Ngọc Quỳnh4

, Nguyễn Hữu Kiên2

,

Phạm Phương Thu5

, Nguyễn Quốc Trung1

, Nguyễn Đức Bách1

, Nguyễn Văn Lộc

6*

1

Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

2

Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

3

Khoa Công nghệ Nông nghiệp, Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

4

Khoa Hóa và Môi trường, Đại học Thủy Lợi

5

Khoa Sinh - Kỹ thuật Nông nghiệp, Đại học Sư phạm Hà Nội 2

6

Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

*

Tác giả liên hệ: [email protected]

Ngày nhận bài: 06.07.2020 Ngày chấp nhận đăng: 27.04.2021

TÓM TẮT

Yếu tố phiên mã NAC (NAM, ATAF và CUC) được biết đến là một trong những họ protein điều hòa quá trình

phiên mã với số lượng thành viên lớn nhất ở thực vật. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh chức năng của

nhóm NAC liên quan đến các quá trình sinh học quan trọng ở cây trồng, đặc biệt là liên quan đến cơ chế đáp ứng

các điều kiện bất thuận. Bài tổng quan này được thực hiện nhằm tóm lược thông tin của họ NAC trên các loài cây

trồng. Đồng thời, chức năng của một số gen NAC liên quan đến cải thiện đặc tính chống chịu đã được thảo luận.

Cuối cùng, một số định hướng nghiên cứu trong tương lai đã được đề xuất nhằm định hướng cho các nghiên cứu về

ứng dụng gen NAC trong công tác chọn tạo giống cây trồng ứng phó biến đổi khí hậu.

Từ khóa: Cây trồng, NAC, yếu tố phiên mã, chống chịu, bất lợi

Potential Roles of NAC Transcription Factor in the Improvement

of Stress Tolerance in Crops: a Review

ABTRACT

NAC transcription factors have been regarded as one of the largest families of transcriptional regulators in

plants. It has been demonstrated that NAC families played an important role in various biological processes in crops,

particularly in abiotic stress response. This review summarizes the information of NAC families in numerous plant

species. The functions of several NAC genes involving in the improvement of stress tolerance are discussed. Finally,

some research orientations are proposed for further functional characterization of NAC gene for the crop breeding

strategy adaptable to the climate change.

Keywords: Crop, NAC, transcription factor, tolerance, stress.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Hệ gen thực vật bậc cao thường có kích

thước lớn hơn rất nhiều so với ở động vật và

người. Điều này có thể do sự tham gia của rất

nhiều nhóm protein chức năng và protein điều

hòa vào cơ chế đáp ứng nhằm chống chịu với

điều kiện ngoại cảnh bất lợi ở thực vật, vốn dĩ

các loài thực vật không có khả năng di chuyển

(Scorza & Dornelas, 2011). Trong mạng lưới

điều hòa, các nhóm yếu tố phiên mã (TF) đóng

vai trò như những phân tử tín hiệu nhằm điều

hòa biểu hiện của những gen liên quan đến đáp

ứng bất lợi thông qua việc nhận biết và bám vào

các yếu tố điều hòa cis - (CRE) trên vùng

promoter (Riechmann & cs., 2000; Wray & cs.,

2003). Cho đến nay, rất nhiều nghiên cứu chỉ ra

rằng các gen mã hóa TF đáp ứng bất lợi có vai